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Uma imagem do exoplaneta recém-descoberto Gaia23bra b. | Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
A espaçonave de caça a exoplanetas da NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), tem um novo método para detectar mundos extrasolares. A técnica se baseia em um fenômeno que Einstein introduziu em sua teoria da gravidade de 1915, a relatividade geral, chamada microlente gravitacional.
D Exoplaneta A questão é chamada Gaia23bra b. A primeira pista deste exoplaneta foi encontrada em 2023 pelo agora aposentado Telescópio Espacial Gaia Através do leve brilho de uma estrela causado por um evento de microlente.
TESS Os planetas são normalmente detectados por pequenas gotas na emissão de luz da sua estrela-mãe à medida que cruzam ou transitam pela sua face. Esta técnica é mais eficaz para gigantes gasosos muito grandes que orbitam perto das suas estrelas, por isso provavelmente não funcionará para Gaia23bra b, que tem uma massa 1,6 vezes a de Júpiter, mas orbita a sua estrela à mesma distância que a órbita de Júpiter em torno do Sol. Além disso, o sistema de trânsito empregado pelo TESS normalmente tem um raio de busca de cerca de 150 anos-luz. Gaia23bra b, no entanto, orbita uma estrela anã laranja cerca de 80 por cento do tempo tamanho do sol que está localizado a 40.000 anos-luz de distância. Assim, para garantir a existência deste mundo, o TESS teve que aprender uma nova técnica.
“Quando o TESS foi lançado, ninguém esperava que fosse capaz de encontrar planetas como este,” disse Diana Dragomir, membro da equipa, da Universidade do Novo México. disse em um comunicado. “A descoberta sugere que talvez existam outros planetas chamados de microlentes escondidos nos dados do TESS que não tínhamos pensado em procurar antes.”
Microlente e a busca por exoplanetas
Para entender o que é microlente, primeiro precisamos considerar o que a relatividade geral diz sobre o efeito de objetos com massa no espaço. A massa distorce a própria estrutura do espaço e do tempo, fundindo-se no espaço-tempo quadridimensional. Dessa curvatura surge a gravidade. Quanto maior a massa, maior será a deformação e, portanto, maior será a força gravitacional.
Aqui está a parte legal: a luz normalmente viaja em linha reta, mas quando a própria estrutura do espaço-tempo é curva, ela tem que seguir esse caminho. Portanto, quando a luz de um objeto de fundo cruza um objeto de primeiro plano, a luz se curva em torno dele. Quanto maior a massa e quanto mais perto a luz se desloca dessa massa, mais curva é a sua trajetória. Ou seja, a luz da mesma fonte pode chegar ao nosso telescópio em momentos diferentes. Isto causa uma amplificação da fonte de fundo.
Este é o caso Lente gravitacional Tem sido usado com grande efeito para estudar galáxias antigas que normalmente são muito distantes e fracas quando são afetadas por lentes gravitacionais por aglomerados de galáxias em primeiro plano.
Uma imagem mostra uma situação exagerada de microlentes. Crédito: NASA Goddard Space Flight Center/CI Lab
Obviamente, os planetas têm muito menos massa do que os aglomerados de galáxias, mas ainda podem causar um leve efeito de lente gravitacional. Isto é microlente e pode ser usado para caçar planetas.
circundante 6.000 exoplanetas conhecidosApenas cerca de 5% foram descobertos até agora usando microlentes. Isto se compara ao TESS obtido usando o método de trânsito de cerca de 75%, no qual normalmente se confia.
Gaia23bra b foi sugerido pela primeira vez quando agia como uma lente gravitacional, passando entre a Terra e uma estrela de fundo, fazendo com que essa estrela brilhasse levemente. O que é interessante sobre o TESS usar com sucesso microlentes é que ele fornece uma técnica complementar de detecção de exoplanetas capaz de detectar planetas que o método de trânsito pode perder.
“Com microlentes, podemos encontrar pequenos planetas na zona habitável da sua estrela e ainda mais distantes com distâncias orbitais maiores, incluindo a Terra,” disse Mallory Harris, membro da equipa, da Universidade do Novo México. “Os eventos de microlentes acontecem uma vez e desaparecem – eles não se repetem. Gosto de brincar que provavelmente encontraremos o primeiro análogo da Terra com microlentes e depois acenaremos para ele porque nunca mais o veremos.
Um diagrama que mostra os campos de busca de três missões de caça a planetas: o próximo Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, o Telescópio Espacial Kepler aposentado e o TESS | Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
E, se você me desculpa o trocadilho, o futuro é brilhante para as microlentes. Porque é uma estratégia que o próximo projeto da NASA, o Telescópio Romano Nancy Graceusará
Roman vai suar muito Coração da Via Láctea Onde as estrelas estão fortemente agrupadas, as microlentes atacam eventos que deveriam ser comuns em regiões estelares tão densas. Os cientistas da NASA prevêem que isto levará à descoberta de cerca de 1.000 exoplanetas com microlentes, além de cerca de 100.000 mundos em trânsito que Roman terá.
“Esta é uma antevisão das microlentes do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA. A chave para o estudo de microlentes do ROMAN é a sua densa cobertura temporal visando o bojo galáctico,” disse o membro da equipa Michael Fosnaff da Texas Tech University. “A missão TESS fornece de forma única estas observações rápidas de estrelas noutras partes da galáxia, e o emparelhamento das duas abre a possibilidade de compreender a formação planetária em diferentes populações de estrelas.
“À medida que a microlente encontra planetas semelhantes ao Sistema Solar, oferece uma nova oportunidade para compreender como os nossos próprios sistemas planetários variam em diferentes regiões da galáxia.”
A pesquisa da equipe foi publicada em 1º de julho Cartas de revistas astrofísicas.
